CN219956465U - 工艺量测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种工艺量测系统，包括：样品交换腔室、样品腔室、真空室、大分子泵以及干泵；样品交换腔室受控连通于样品腔室和真空室；样品腔室受控连通于真空室；真空室连通于大分子泵；干泵受控连通于样品交换腔室和大分子泵。本实用新型通过提供一个连通有大分子泵的真空室，并使其受控连通样品腔室和样品交换腔室，从而可以无需使用小分子泵达到抽真空的目的，进而减少了生产成本，以及避免了小分子泵的抽气速率低下，同时，通过使用大分子泵也能让样品交换腔室的真空下降到阈值，从而进行传片，极大提升了工艺量测效率。

Description

工艺量测系统

技术领域

本申请涉及半导体的检测领域，尤其是涉及一种工艺量测系统。

背景技术

如图1所示，现有量测工艺系统包括：前置样品交换腔室101、样品室102、气动阀门103、涡轮小分子泵104、涡轮大分子泵105、干泵106、基座107、运动基座stage108、粗抽阀109、gate阀110、第二真空角阀111、第一真空角阀112、门阀113。现有工艺流程是通过前置样品交换腔室101上置的涡轮小分子泵104、和样品室102下置的涡轮大分子泵105和干泵106进行排气来维持交换腔室101、样品室102的高真空。

在生产时，样品(晶圆)频繁的从前置样品交换腔室101传进传出，现有的涡轮小分子泵104在排气抽真空的时间较长，或者是在传输的过程中遇到厚光阻的样品，造成前置样品交换腔室101抽气时间延长，而涡轮小分子泵104本身功率不够，会造成抽气时间延长，甚至设备报警宕机，会造成生产率低下。

实用新型内容

本申请提供了一种工艺量测系统，以解决现有工艺量测系统因小分子泵本身功率不足，造成抽气时间过长，生产率低下的技术问题。

本实用新型提供了一种工艺量测系统，包括：样品交换腔室、样品腔室、真空室、大分子泵以及干泵；样品交换腔室受控连通于样品腔室和真空室；样品腔室受控连通于真空室；真空室连通于大分子泵；干泵受控连通于样品交换腔室和大分子泵。

在该方案中，通过提供一个连通有大分子泵的真空室，并使其受控连通样品腔室和样品交换腔室，从而可以无需使用小分子泵达到抽真空的目的，进而减少了生产成本，以及避免了小分子泵的抽气速率低下，同时，通过使用大分子泵也能让样品交换腔室的真空下降到阈值，从而进行传片，极大提升工艺量测效率。

在本实用新型的进一步方案中，真空室上设有连接件，连接件用于连接真空室与大分子泵。

在该方案中，通过设置连接件以连接真空室与大分子泵，并提高二者之间连接的稳定性。

在本实用新型的进一步方案中，真空室的至少部分和大分子泵的至少部分均位于样品腔室与样品交换腔室的重心线上。

在本实用新型的进一步方案中，真空室设有第一安装槽；连接件套设于大分子泵的进口端，且连接件的至少部分收容于第一安装槽内并连接于真空室。

在该方案中，通过在真空室的底部设置能收容连接件的安装槽以连接连接件与大分子泵，第一安装槽应当设有通道连通真空室与大分子泵。

在本实用新型的进一步方案中，连接件设置有第二安装槽；连接件套设于大分子泵的进口端，真空室的至少部分收容于第二安装槽内并连接于连接件。

进一步而言，真空室与连接件之间设置有密封件，密封件在径向上位于大分子泵的进口端外侧。通过设置密封件能够提高真空室与大分子泵连接的密封性。

在本实用新型的进一步方案中，样品交换腔室与真空室之间的第一连接管道上设置有第一控制阀，第一控制阀用于控制样品交换腔室与真空室之间的连通。

在本实用新型的进一步方案中，干泵与样品交换腔室之间的第二连接管道上设置有第二控制阀，第二控制阀用于控制干泵与样品交换腔室之间的连通。

在本实用新型的进一步方案中，干泵与大分子泵之间的第三连接管道上设置有第三控制阀，第三控制阀用于控制干泵与大分子泵之间的连通。第三连接管道连接于第二连接管道，样品交换腔室通过第四控制阀受控连通于样品腔室。样品腔室通过第五控制阀受控连通于真空室。

在本实用新型的进一步方案中，样品交换腔室内设有第一基座，第一基座用于在检测前承载样品；样品腔室内设有第二基座，第二基座用于在检测时承载样品。

在本实用新型的进一步方案中，样品交换腔室上还设置有连通其内部的进气口，进气口用于通入保护气体。

综上所述，本申请提供的放水阀以及车辆至少具有以下有益效果：

本实用新型通过提供一个连通有大分子泵的真空室，并使其受控连通样品腔室和样品交换腔室，从而可以无需使用小分子泵达到抽真空的目的，进而减少了生产成本，以及避免了小分子泵的抽气速率低下，同时，通过使用大分子泵也能让样品交换腔室的真空下降到阈值，从而进行传片，极大提升工艺量测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的结构示意图；

附图标记如下：101、前置样品交换腔室；102、样品室；103、气动阀门；104、涡轮小分子泵；涡105、轮大分子泵；106、干泵；107、基座；108、运动基座stage；109、粗抽阀；110、gate阀；111、第二真空角阀；112、第一真空角阀；113、门阀。

图2为本申请实施例提供的工艺量测系统的结构示意图；

图3为本申请其中一个实施例提供的真空室与大分子泵的连接结构示意图；以及

图4为本申请另一个实施例提供的真空室与大分子泵的连接结构示意图。

附图标记如下：

10、样品交换腔室；11、第一基座；12、进气口；

20、样品腔室；21、第二基座；

30、真空室；31、第一安装槽；

40、大分子泵；

50、干泵；

60、连接件；61、第二安装槽；

70、密封件；

L1、第一连接管道；L2、第二连接管道；L3、第三连接管道；

A1、第一控制阀；A2、第二控制阀；A3、第三控制阀；A4、第四控制阀；A5、第五控制阀。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，如出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示方位或位置关系的描述，若无特殊的说明，则理解为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

另外，如出现限定有“第一”、“第二”仅用于描述目的的特征，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该被限定的特征。如出现“多个”的描述，一般含义是至少包括两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，如出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语，应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，如出现术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

图2为本申请实施例提供的工艺量测系统的结构示意图。

参照图2所示，本实用新型提供了一种工艺量测系统，包括：样品交换腔室10、样品腔室20、真空室30、大分子泵40以及干泵50；样品交换腔室10受控连通于样品腔室20和真空室30；样品腔室20受控连通于真空室30；真空室30连通于大分子泵40；干泵50受控连通于样品交换腔室10和大分子泵40。

其中，基于上述结构，本申请的工艺量测系统的具体使用方式如下：

首次粗抽真空时，使样品交换腔室10和样品腔室20均不与真空室30连通、连通干泵50与样品交换腔室10和大分子泵40、并连通样品交换腔室10与样品腔室20连通，运行干泵50以对样品交换腔室10和样品腔室20进行粗抽真空，直至样品交换腔室10和样品腔室20的真空度到达第一阈值(如10Pa)以下；

高真空抽气时，使干泵50不与样品交换腔室10连通、连通真空室30与样品腔室20、连通真空室30与样品交换腔室10以及连通干泵50与大分子泵40，打开大分子泵40对真空室30进行抽真空，由于真空室30同时连通样品交换腔室10与样品腔室20，则通过大分子泵40可以同时使二者内部真空度到达高真空度目标值；

破真空时，使样品交换腔室10不与真空室30连通、样品交换腔室10不与样品腔室20的连通，对样品交换腔室10进行破真空处理，然后将样品(如晶圆)移入样品交换腔室10中；

再次粗抽真空时，使干泵50与样品交换腔室10连通，通过干泵50再次对样品交换腔室10进行抽真空，直至样品交换腔室10内部的真空度处于10Pa以下；

量测前，使干泵50不与样品交换腔室10连通、连通样品交换腔室10与真空室30，以通过大分子泵40对样品交换腔室10进行抽真空；当样品交换腔室10内部的真空度下降到阈值时，连通样品交换腔室10与样品腔室20，然后将样品从样品交换腔室10移动至样品腔室20中，从而进行CD量测。

在该实施例中，通过提供一个连通有大分子泵40的真空室30，并使其受控连通样品腔室20和样品交换腔室10，从而可以无需使用小分子泵达到抽真空的目的，进而减少了生产成本，以及避免了小分子泵的抽气速率低下，同时，通过使用大分子泵40也能让样品交换腔室10的真空下降到阈值，从而进行传片，极大提升工艺量测效率。

在进一步的实施例中，真空室30的至少部分和大分子泵40的至少部分均位于样品腔室20与样品交换腔室10的重心线上。

在该实施例中，样品腔室20与样品交换腔室10的重心线是指样品腔室20与样品交换腔室10的中心与地心的连线，通过使得真空室30与大分子泵40至少部分位于样品腔室20与样品交换腔室10的重心线上，可以避免在传片过程中因外挂真空室30与大分子泵40的影响造成样品腔室20产生不规则的震荡，影响稳定性，进一步而言，可以使得真空室30与大分子泵40的重心位于样品腔室20与样品交换腔室10的重心线上。

在进一步的实施例中，样品交换腔室10与真空室30之间的第一连接管道L1上设置有第一控制阀A1，第一控制阀A1用于控制样品交换腔室10与真空室30之间的连通。

在进一步的实施例中，干泵50与样品交换腔室10之间的第二连接管道L2上设置有第二控制阀A2，第二控制阀A2用于控制干泵50与样品交换腔室10之间的连通。

在进一步的实施例中，干泵50与大分子泵40之间的第三连接管道L3上设置有第三控制阀A3，第三控制阀A3用于控制干泵50与大分子泵40之间的连通。具体地，第三连接管道L3可连接于第二连接管道L2，以通过第二连接管道L2与干泵50连接。

在进一步的实施例中，样品交换腔室10通过第四控制阀A4受控连通于样品腔室20。样品腔室20通过第五控制阀A5受控连通于真空室30。由于真空室30与样品腔室20之间通过第五控制阀A5连通，可以有效避免由于大分子泵40故障停泵造成样品腔室20高真空被破坏，从而保证了样品腔室20的高真空度，保护了电子束系统。

在进一步的实施例中，第一控制阀A1与第五控制阀A5采用Gate阀，第二控制阀A2采用粗抽阀，第三控制阀A3采用真空角阀，第四控制阀A4采用气动阀，大分子泵40为涡轮泵。

在进一步的实施例中，样品交换腔室10内设有第一基座11，第一基座11用于在检测前承载样品(如晶圆)；样品腔室内设有第二基座21，第二基座21用于在检测时承载样品。具体而言，样品交换腔室10内设有移动装置(未示出)，在晶圆需要移动时，移动装置控制第一基座11上的晶圆，穿过气动阀，进入样品腔室20内，并将晶圆放置在第二基座21上。可替代地，也可将移动装置设置于样品腔室20内，以通过移动装置从样品交换腔室10中抓取晶圆。

在进一步的实施例中，样品交换腔室10上还设置有连通其内部的进气口12，进气口12用于通入保护气体。保护气体具体指稀有气体以及氮气等不活泼气体，用于在破真空时，通过进气口12通入到样品交换腔室10中，以对样品交换腔室10进行破真空处理。

请参考图3和图4，在进一步的实施例中，真空室30设有连接件60，连接件60用于连接真空室30与大分子泵40。

在该实施例中，通过设置连接件60以连接真空室30与大分子泵40，并提高二者之间连接的稳定性。

请进一步参考图3，在进一步的实施例中，真空室30设有第一安装槽31，一般而言第一安装槽31设置于真空室30的底部；连接件60套设于大分子泵40的进口端，且连接件60的至少部分收容于第一安装槽31内并连接于真空室30。

在该实施例中，通过在真空室30设置能收容连接件60的第一安装槽31以进行定位安装连接件60与大分子泵40，同时通过第一安装槽31收容连接件60的配合可以提高连接密闭性和空间利用率。具有地，连接件60可为圆盘结构、中部设置有连通真空室30与大分子泵40的通道。

请参阅图4，在进一步的实施例中，连接件60设置有第二安装槽61；连接件60套设于大分子泵40的进口端，真空室30的至少部分收容于第二安装槽61内并连接于连接件60。通过在连接件60的顶部设置能收容真空室30的至少部分的第二安装槽61以进行定位安装连接件60与大分子泵40，同时通过第二安装槽61收容真空室30的配合可以提高连接密闭性和空间利用率。

进一步而言，真空室30与连接件60之间设置有密封件70，密封件70在径向上位于大分子泵40的进口端外侧。通过设置密封件70能够提高真空室30与大分子泵40连接的密封性。连接件60与真空室30可采用螺栓等方式连接，当采用螺栓连接时，可以压实密封件70，从而提高连接处的密封性能。

以下结合控制阀对本实用新型的工艺量测系统的整体工作方式进行具体说明：

1、首次粗抽真空时，打开第二控制阀A2以及第三控制阀A3，关闭第一控制阀A1与第五控制阀A5，运行干泵50来实现系统整体的粗抽，直至样品交换腔室10和样品腔室20的真空度到达10Pa以下；

2、高真空抽气时，关闭第二控制阀A2，打开第一控制阀A1、第五控制阀A5以及第三控制阀A3，并打开大分子泵40来进行系统高真空抽气，直至样品交换腔室10和样品腔室20的真空度到达高真空目标值；

3、破真空时，关闭第一控制阀A1和第四控制阀A4，通过进气口12向样品交换腔室10通入氮气进行破真空，然后将晶圆传入样品交换腔室10内的第一基座11；

4、打开第二控制阀A2，通过干泵50对样品交换腔室10进行粗抽真空，直至样品交换腔室10的真空度下降到10Pa以下；

5、关闭第二控制阀A2，打开第一控制阀A1，通过大分子泵40对样品交换腔室10再次进行抽真空，通过大分子泵40快速让样品交换腔室10的真空度下降到阈值；然后开启第四控制阀A4，将晶圆传入样品腔室20的第二基座21上，从而可以开始进行CD量测。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种工艺量测系统，其特征在于，包括：样品交换腔室(10)、样品腔室(20)、真空室(30)、大分子泵(40)以及干泵(50)；

所述样品交换腔室(10)受控连通于所述样品腔室(20)和所述真空室(30)；

所述样品腔室(20)受控连通于所述真空室(30)；

所述真空室(30)连通于所述大分子泵(40)；

所述干泵(50)受控连通于所述样品交换腔室(10)和所述大分子泵(40)。

2.根据权利要求1所述的工艺量测系统，其特征在于，所述真空室(30)上设有连接件(60)，所述连接件(60)用于连接所述真空室(30)与所述大分子泵(40)。

3.根据权利要求1所述的工艺量测系统，其特征在于，

所述真空室(30)的至少部分和所述大分子泵(40)的至少部分均位于所述样品腔室(20)与所述样品交换腔室(10)的重心线上。

4.根据权利要求2所述的工艺量测系统，其特征在于，

所述真空室(30)有第一安装槽(31)；

所述连接件(60)套设于所述大分子泵(40)的进口端，且所述连接件(60)的至少部分收容于所述第一安装槽(31)内并连接于所述真空室(30)。

5.根据权利要求2所述的工艺量测系统，其特征在于，

所述连接件(60)设置有第二安装槽(61)；

所述连接件(60)套设于所述大分子泵(40)的进口端，所述真空室(30)的至少部分收容于所述第二安装槽(61)内并连接于所述连接件(60)。

6.根据权利要求1所述的工艺量测系统，其特征在于，所述样品交换腔室(10)与所述真空室(30)之间的第一连接管道(L1)上设置有第一控制阀(A1)，所述第一控制阀(A1)用于控制所述样品交换腔室(10)与所述真空室(30)之间的连通。

7.根据权利要求1所述的工艺量测系统，其特征在于，所述干泵(50)与所述样品交换腔室(10)之间的第二连接管道(L2)上设置有第二控制阀(A2)，所述第二控制阀(A2)用于控制所述干泵(50)与所述样品交换腔室(10)之间的连通。

8.根据权利要求1所述的工艺量测系统，其特征在于，所述干泵(50)与所述大分子泵(40)之间的第三连接管道(L3)上设置有第三控制阀(A3)，所述第三控制阀(A3)用于控制所述干泵(50)与所述大分子泵(40)之间的连通。

9.根据权利要求1所述的工艺量测系统，其特征在于，

所述样品交换腔室(10)内设有第一基座(11)，所述第一基座(11)用于在检测前承载样品；

所述样品腔室(20)内设有第二基座(21)，所述第二基座(21)用于在检测时承载样品。

10.根据权利要求1所述的工艺量测系统，其特征在于，所述样品交换腔室(10)上还设置有连通其内部的进气口(12)，所述进气口(12)用于通入保护气体。